[发明专利]氮化铌SQUID器件、制备方法及参数后处理方法

权利要求书

1.一种氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：

a)提供一衬底，于所述衬底上依次外延生长第一氮化铌材料层、第一绝缘材料层、第二氮化铌材料层的三层薄膜结构；

b)刻蚀所述三层薄膜结构，以形成超导环和底电极；

c)刻蚀所述第二氮化铌材料层和第一绝缘材料层以形成两组约瑟夫森结，每组约瑟夫森结包括至少两个子约瑟夫森结；

d)在露出的所述第一氮化铌材料层、第二氮化铌材料层及所述衬底上形成第二绝缘材料层，开孔暴露出所述第二氮化铌材料层和第一氮化铌材料层表面；

e)在所述第二绝缘材料层上制备金属旁路电阻；

f)沉积第三氮化铌材料层，并刻蚀所述第三氮化铌材料层形成顶电极，以并联引出所述子约瑟夫森结；

g)根据SQUID器件临界电流实际测试值，计算所述临界电流实际测试值与设计值之间的偏差，再利用微加工工艺去除多余的子约瑟夫森结，使所述临界电流实际测试值接近设计值；

h)根据SQUID器件金属旁路电阻的电阻实际测试值，计算所述电阻实际测试值与设计值之间的偏差，通过减薄所述金属旁路电阻的厚度，使所述金属旁路电阻实际测试值接近设计值。

2.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：所述微加工工艺包括光刻和刻蚀。

3.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：所述顶电极为梳状顶电极。

4.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：所述衬底为硅衬底、氧化镁衬底或蓝宝石衬底。

5.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：所述第一绝缘材料层为氮化铝、氧化铝或氧化镁。

6.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：所述第二绝缘材料层的材质为氮化硅或二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的氮化铌SQUID器件的制备方法，其特征在于：每组约瑟夫森结包括四个子约瑟夫森结。

8.一种采用如权利要求1～7任一项所述制备方法制备的氮化铌SQUID器件，其特征在于，所述氮化铌SQUID器件包括：

衬底；

超导环和底电极，制备于所述衬底上；

两组约瑟夫森结，制备于所述衬底上并嵌于所述超导环的环路上，每组约瑟夫森结包括至少两个子约瑟夫森结，所述约瑟夫森结由第一氮化铌材料层、第一绝缘材料层、第二氮化铌材料层构成；

第二绝缘材料层，制备于所述第一绝缘材料层及所述衬底上，所述第二绝缘材料层上制作有暴露出所述子约瑟夫森结和第一氮化铌材料层表面的开孔；

金属旁路电阻，制备在所述第二绝缘材料层上；

顶电极，用于并联引出所述子约瑟夫森结。

9.根据权利要求8所述的氮化铌SQUID器件，其特征在于：所述顶电极为梳状顶电极。